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自动加水系统

1、项目背景

烧结混合料水分检测与加水自动控制是多年来困扰钢铁行业烧结生产的技术难题,当前红外水分仪应用于混合烧结料工艺上比较广泛,其具有在线实时监控、高效能、低成本的特点,受到钢铁企业的青睐。从技术角度分析,目前没有更好的水分检测设备和控制系统,导致烧结混合料水分波动大,直接影响混合料的制粒效果,并对烧结矿的烧结速度、燃料消耗、透气性等产生影响。

烧结料一混、二混水分值采集是水分自动控制的至关重要,目前普遍采用德国进口的XIP4-WS21型在线近红外水分仪,其产品特点如下:

l 高效能、低成本。

l 独特的双光路高稳定性操作系统。消除了仪器的任何漂移。

l 系统不受下列条件的影响:

温度

颗粒大小

测量高度

l 为流动的物料提供高速的和大面积的测量。

l 仪器可以快速方便的安装,并提供标定服务。

综述,在冶金行业,近红外水分仪来检测混合烧结料,已经成为一种趋势。

2、现状分析

因现场测量精度不准确,数据跳动比较大,易受环境因素影响加之已经停止使用,现场并无水分检测控制设备进行工作,完全由人工凭经验来目测混合料水分大小,并手动控制加水阀门开度,调节混合料中的水分。这样的做法很难精确地稳定混合料中的水分,且滞后时间较长,造成混合料水分波动大。众所周知,烧结混合料水分的控制是烧结生产的重要环节。混合料水分含量多少直接影响烧结矿的产量和质量。因此,对混合料水分进行准确测量和自动控制,是实现烧结生产优质、高产的保证。

3、系统技术特点

1)适宜稳定水分,利于混匀制粒、改善料层透气性、减少气体阻力、改善烧结料的换热条件。

2)可直接改善烧结工艺的生产质量等一系列技术经济指标,如垂直烧结速度、结块率、燃料消耗、表层质量、转鼓强度、FeO含量等。

3)能降低返矿量、燃料,减少水源的浪费,节约能源、增加收益。

4)促进生产过程中良性循环,对于烧结矿产质量的提高和消耗下降起了很重要的作用,使企业投资回报得以提升。

5)减少岗位工人劳动强度,避免因人为因素引起的原料浪费和工艺设备损坏。

6)自动化水平提高,能更有效提高管理与规范生产。

4、系统方案介绍

400烧结机一次混合机出入口、二次混合机出口均安装XIR4-WS21在线近红外水分仪,给水管上增加流量控制回路。该回路中包含电磁流量计、智能调节阀等设备,与调节装置组成一个综合控制系统,根据工艺要求的混合料水分的设定值,与烧结料出口的XIR4-WS21在线近红外水分仪检测信号相比较,自动调节控制给水量的大小,以达到混合料水分目标值稳定为目的。

烧结混合料自动加水控制系统主要由XIR4-WS21在线近红外水分仪、可编程调节装置、智能型电动调节阀、电磁流量计、快速切断阀等组成。可编程调节器具有丰富的控制运算功能,能实现前馈控制、非线性控制、纯滞后时间补偿控制等,具有常规PID自动整定、PID参数自动微调整,手自动切换时不会产生输出干扰,可以无干扰切换,具有自动平衡功能,同时可用上位机监视模拟数据的变化趋势。该系统的电动执行器和阀体采用内置式微处理控制器,具有多种参数智能诊断及保护措施,可以进行全行程时间设定;传动采用小游隙密封齿轮传动,具有传动效率高、噪声低、寿命长、稳定可靠、无须加油的特点。电机是采用高性能稀土磁性材料制成的高速同步电机,具有运行平稳、体积小、力矩大、抗堵转的特点。

加水控制回路图

系统示意图


5.烧结料自动加水控制

S7-400系列plc中功能分级的CPU以及种类齐全的模板,总能为其自动化任务找到最佳的解决方案,实现分布式系统和扩展通讯能力都很简便,组成系统灵活自如,用户友好性强,操作简单。S7-400 plc具有:高速指令处理、用户友好的参数设置、口令保护、系统功能、用户友好的操作员控制和监视功能(HMI)已集成在SIMATIC的操作系统中,CPU的诊断功能和自测试智能诊断系统连续地监视系统功能并记录错误和系统的特殊事件。

6、XIR4-WS21在线近红外水分仪介绍

红外水分检测设备


XIR4-WS21在线近红外水分仪技术优势:

◆4波长的近红外反射原理,比较其他品牌的2波长或3波长的原理,测量精度和稳定性更高,对于物料颜色、颗粒大小、成分的变化补偿能力更强。

◆双光束系统:比较传统的单探测器结构,双光束系统可以消除单个探测器检测的不确定性,有效的消除仪器本身的各种漂移,确保仪器具有长期的稳定性。

◆对外界光线不敏感:有抗粉尘和蒸汽功能(吹扫探头)。

◆不锈钢外壳:和其他品牌的铸铝外壳相比,在化工、食品、冶金等行业具备防腐蚀,食品安全需要,适应恶劣环境的功能,其他品牌配置不锈钢外壳一般是要单独收费数万元。


为什么要选择德国RGI在线近红外水分仪?

◆非接触,环保型技术:

连续非接触、非破坏式测量不会对生产过程造成影响。环保产品,无有害辐射。

◆极大的提高了生产效率:

100%的实时检测,改变了传统的烘箱法测量模式,减少了等待结果的时间。

◆提高产品质量和减少废品率:

因为是实时监控,当生产线出现异常,可以及时调整生产工艺,直至达到满意的要求。这样就大大减少了停机的时间,保证了产品的品质和减少了废品率。

◆节约能源和原材料:

整个烘干过程得到了全程监控,从而降低了能源消耗和原材料的浪费。

◆生产线整合:

即时测量可以和PLC/DCS系统连接,工厂可以根据自身的需要设计一个闭环系统,用来控制生产工艺,做成自动加水系统,或者自动调节烘干时间和一些其他参数需要。

◆增加工厂的年收益:

生产效率的提高,能源和原材料浪费的减少,废品率的减少,生产过程的全面监控,这样降低了生产成本。高质量、高效益、低成本、低能耗,当然工厂的年收益会大大提高。

◆智能型网络化技术:

智能型探头可以和电脑直接沟通,通过自身的特有软件,线性档案的标定、参数的修正等功能可以通过电脑直接完成,操作简单方便。